裝配式住宅的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建造技術(shù)研究

程雪芹

摘 要：裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)是一種新型的施工建設(shè)技術(shù)，通過(guò)混合單一的材料及摻加其它原料來(lái)統(tǒng)一加工，以此來(lái)強(qiáng)化和提高實(shí)際建材的原料質(zhì)量，可以有效增強(qiáng)建筑工程的建設(shè)質(zhì)量，特別是在房屋建筑工程施工中，由于裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的使用還會(huì)降低成本，對(duì)企業(yè)建設(shè)經(jīng)濟(jì)效益來(lái)說(shuō)有很大的幫助。本文淺析裝配式住宅的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建造技術(shù)研究。

關(guān)鍵詞：房屋建筑；裝配式；混凝土結(jié)構(gòu)；技術(shù)

1 引言

在“建筑工業(yè)化、住宅產(chǎn)業(yè)化”的發(fā)展趨勢(shì)和潮流之下，房屋建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)逐漸成為現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用的熱點(diǎn)話題，隨著研究的不斷深入，也出現(xiàn)了諸多房屋建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵新型技術(shù)和新的結(jié)構(gòu)形式，逐漸形成了本土化的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)新技術(shù)，為建筑行業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整創(chuàng)造了條件，具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義和價(jià)值。

2 混凝土裝配式房屋建筑施工的優(yōu)勢(shì)

2.1 綠色節(jié)能

在混凝土裝配式房屋建筑中通常會(huì)采用預(yù)制的外墻板技術(shù)，可以減少墻板的使用量，并減少近40%的木材需求；混凝土裝配式房屋建筑中所使用到的預(yù)制件都是直接加工成品或是半成品的，因此對(duì)于耗材的使用需求較少；降低施工過(guò)程中的噪音污染，減少可能產(chǎn)生的廢水以及其他的有害物質(zhì)生，保護(hù)環(huán)境。

2.2 縮短工期

混凝土裝配式房屋建筑施工中，利用預(yù)制外墻板在墻面安裝外墻的過(guò)程中，使用木磚能夠立刻實(shí)現(xiàn)外圍的封閉；裝配式的建筑施工技術(shù)還能夠給室內(nèi)砌筑以及裝飾工程提供便利的施工環(huán)境，這是因?yàn)樾滦偷氖┕ぜ夹g(shù)可將外墻裝修或粘貼保溫材料等工藝與其它工藝并行完成，進(jìn)而有效縮短了施工時(shí)間。

2.3 性能優(yōu)勢(shì)

裝配式的房屋建筑施工技術(shù)具有較強(qiáng)的抗震性能，能夠確保居住者獲得更多的安全感；構(gòu)件在加工過(guò)程中通常會(huì)采用大量的保溫材料，使其具備較好的密封性，能夠更好地確保建筑的保溫性能，實(shí)現(xiàn)冬暖夏涼的效果；裝配式房屋建筑的主要建設(shè)構(gòu)件就是鋼筋混凝土，故在建設(shè)時(shí)多采取剛?cè)岷喜⒌氖┕ぴ瓌t，增強(qiáng)整個(gè)構(gòu)件對(duì)于外部環(huán)境的適應(yīng)能力，進(jìn)而延長(zhǎng)建筑的使用壽命。

2.4 降低造價(jià)

工程裝配式施工技術(shù)所用到的預(yù)制構(gòu)件都是從生產(chǎn)廠家集中生產(chǎn)而成，并統(tǒng)一運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，故其生產(chǎn)及施工安裝等工藝流程是極容易復(fù)制的，這在一定程度上就降低了對(duì)施工人員的技術(shù)要求，同時(shí)還可有效提升工作效率。采用這種技術(shù)會(huì)給施工的各個(gè)方面帶來(lái)好處，對(duì)工程造價(jià)產(chǎn)生較大的影響，進(jìn)而有效提升施工單位的利潤(rùn)。

3 房屋建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)分析

3.1 NPC技術(shù)體系

NPC技術(shù)在豎向位置的構(gòu)件填充墻、剪力墻等均選用全預(yù)制方式，水平構(gòu)件梁、板均采取疊合形式。所互相鄰近的構(gòu)件由豎向下部構(gòu)件預(yù)留插筋實(shí)施連接，上端構(gòu)件預(yù)留則是以金屬錨固管道來(lái)實(shí)現(xiàn)鋼筋漿錨連接，在水平位置則利用在合適位置設(shè)置現(xiàn)澆連接帶以及采取混凝土現(xiàn)澆連接的方式；水平向與豎向構(gòu)件經(jīng)由豎向構(gòu)件的預(yù)留插筋伸入至梁、板等疊合位置來(lái)進(jìn)行連接；借助于鋼筋錨接頭、現(xiàn)澆帶連接帶以及疊合現(xiàn)澆等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)水平向與豎向構(gòu)件的連接。目前，NPC技術(shù)體系已經(jīng)相對(duì)較為完備，其結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件和水平方向構(gòu)件分別選用了全預(yù)制、疊合方式，可大幅度減小現(xiàn)澆梁，其裝配率最大可超過(guò)90%。但與此同時(shí)也存在著施工現(xiàn)場(chǎng)會(huì)留出諸多灌漿孔等情況，要想實(shí)現(xiàn)對(duì)各孔位置灌漿質(zhì)量的有效保障難度極大，因而，便需對(duì)NPC技術(shù)體系內(nèi)的剪力墻豎向連接進(jìn)一步改進(jìn)，以降低現(xiàn)有的工作量，并確保結(jié)構(gòu)達(dá)到良好的安全性。

3.2 PC、PCF技術(shù)

房屋建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的PC技術(shù)和PCF技術(shù)各有其應(yīng)用重點(diǎn)，其中：PC技術(shù)側(cè)重于全預(yù)制混凝土構(gòu)件的結(jié)構(gòu)建造，包括建筑物陽(yáng)臺(tái)、樓梯、空調(diào)板、隔墻等，在這種安裝技術(shù)之下，可以較好地規(guī)避窗框滲水的缺陷與不足，它采用整體預(yù)制的方式，將裝飾、保溫、窗框與墻板聯(lián)結(jié)為一體，有效地減少了現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)量，避免了后續(xù)作業(yè)的麻煩。而PCF技術(shù)則側(cè)重于預(yù)制混凝土剪力墻外墻模及疊合樓板的預(yù)制板，它可以無(wú)須架設(shè)外圍腳手架及模板，節(jié)約了模板的用量，也較好地減少了施工安全隱患。然而，這種PCF技術(shù)的不足之處在于缺乏對(duì)墻體承載力及剛度的考慮，存在較大的材料浪費(fèi)現(xiàn)象，對(duì)于抗震設(shè)計(jì)也極為不利，并且，由于PCF技術(shù)是采用主體結(jié)構(gòu)全現(xiàn)澆的方法，這就使建筑的現(xiàn)澆量較大。

3.3 疊合板式混凝土剪力墻技術(shù)

疊合板式混凝土剪力墻技術(shù)的整體構(gòu)件組成主要可分為疊合式墻板、疊合式樓板和預(yù)制樓梯三大主要部分。疊合式樓板則是由底板預(yù)制板+格構(gòu)鋼筋共同構(gòu)成，可被視為后澆混凝土模板；疊合式墻板的構(gòu)成包括格構(gòu)鋼筋+雙層預(yù)制板，在現(xiàn)場(chǎng)施工準(zhǔn)備完成后便可于雙層預(yù)制板中部進(jìn)行混凝土澆筑處理；格構(gòu)鋼筋則可被應(yīng)用到預(yù)制板受力鋼筋與吊點(diǎn)上。目前，這一技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用仍處于初級(jí)階段，故其預(yù)制的構(gòu)件形式也相對(duì)簡(jiǎn)單，主要是被用在地下車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)的施工建設(shè)中。

3.4 裝配整體式預(yù)制混凝土剪力墻技術(shù)

這種技術(shù)主要應(yīng)用于房屋建筑陽(yáng)臺(tái)、樓梯板、豎向剪力墻等構(gòu)件的整體預(yù)制，有利于后期裝配，然而，也有自身的不足之處，這種方法預(yù)制的構(gòu)件重量過(guò)高、形狀也相對(duì)單一，并且還需要依賴(lài)于高配置的吊裝設(shè)備，進(jìn)行輔助施工，這就存在一定的難度。

4 房屋建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)的改進(jìn)與完善

4.1 裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與制作完善

裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與制作正在向模數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展，并在保溫隔熱、防滲漏、構(gòu)件連接等方面不斷改進(jìn)和完善。對(duì)于房屋建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)和連接設(shè)計(jì)的原則，具體包括：（1）實(shí)現(xiàn)連接節(jié)點(diǎn)的概念設(shè)計(jì)，在合理的連接節(jié)點(diǎn)與構(gòu)造前提下，確保結(jié)構(gòu)的耐久性與穩(wěn)定性；（2）全面考慮設(shè)防烈度、建筑高度、抗震等級(jí)因素，通過(guò)試驗(yàn)確定適宜的節(jié)點(diǎn)連接方式和構(gòu)造；（3）在確保結(jié)構(gòu)整體受力性能的前提下，要保持明確、可靠的傳力，以使各節(jié)點(diǎn)的連接更為穩(wěn)定和可靠；（4）依循“強(qiáng)剪弱彎、更強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”的設(shè)計(jì)理念和原則，使節(jié)點(diǎn)連接區(qū)域的荷載力高于同類(lèi)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)；（5）采用科學(xué)合理的計(jì)算模型，考慮連接和節(jié)點(diǎn)剛度對(duì)結(jié)構(gòu)的影響進(jìn)行設(shè)計(jì)。

4.2 推廣應(yīng)用房屋建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)

施工企業(yè)要大力推廣并應(yīng)用房屋建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)，依據(jù)裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工、制作、驗(yàn)收的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，采用適宜的制作工藝和方法，在標(biāo)準(zhǔn)文件的不斷完善條件下，更好地推廣裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多領(lǐng)域、多技術(shù)的融合和交流。

4.3 預(yù)制構(gòu)件連接的改進(jìn)

在房屋建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的預(yù)制構(gòu)件連接操作中，要注意觀察連接部位的保溫、防滲、防漏等現(xiàn)象，力求構(gòu)件的整體性、安全性。

4.4 預(yù)制構(gòu)件品質(zhì)的提升

房屋建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件的品質(zhì)需要加以提升和改善，要開(kāi)發(fā)和應(yīng)用保溫、裝飾一體化先進(jìn)技術(shù)，使之能夠更好地符合建筑施工的要求。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，隨著當(dāng)前我國(guó)居民生活水平的不斷提高，低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展理念越來(lái)越被人們所重視，大量的建筑企業(yè)也逐步實(shí)施了關(guān)于房屋建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的研究工作，并已逐步形成了以NPC技術(shù)體系、PC與PCF技術(shù)、疊合板式混凝土剪力墻技術(shù)、裝配整體式預(yù)制混凝土剪力墻技術(shù)為代表的房屋建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建造技術(shù)。為促進(jìn)建筑行業(yè)的持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展，應(yīng)汲取多種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)予以綜合應(yīng)用，并以此來(lái)逐步形成符合我國(guó)實(shí)際情況的新技術(shù)體系。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王愛(ài)蘭，宋萍萍，楊震卿，等.BIM技術(shù)在裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用[J].建筑技術(shù)，2015（3）：228～231.

[2] 孫巖波，孫少輝，李晨光，等.裝配式混凝土結(jié)構(gòu)用塔式起重機(jī)施工技術(shù)研究[J].建筑技術(shù)，2017（8）：56～57.